Компрессоры динамического принципа действия

 

Основными рабочими органами турбокомпрессоров являются колеса. В них механическая энергия от лопаток передается пару холодильного агента. В зависимости от направления движения потока за рабочим колесом, компрессоры бывают осевые, вихревые, центробежные и др. Наибольшее распространение получили центробежные компрессоры.

Конструкция и принцип действия центробежного компрессора

Конструкция центробежного компрессора

 

Компрессор (Рисунок 41 и Рисунок 42) состоит из корпуса с горизонтальным разъемом и верхней крышки. В корпусе и крышке на опорных подшипниках вращается вал. На валу насажено одно или несколько рабочих колес. В компрессоре кроме вала и рабочих колес все остальные элементы неподвижные.

За рабочими колесами в корпусе и крышке расположены диффузоры. Диффузор представляет собой объем между боковыми поверхностями. За диффузором имеется участок кольцевого поворота. После участка кольцевого поворота расположен обратный направляющий аппарат (ОНА). В ОНА имеются лопатки, причем угол закрутки лопаток противоположный углу закрутки рабочего колеса. Рабочее колесо, диффузор, участок кольцевого поворота, ОНА составляют одну ступень сжатия в компрессоре.

В компрессоре столько ступеней сжатия, сколько рабочих колес. В каждой ступени сжатия давление повышается на небольшую величину. Для аммиака на 0,5-1 атмосферы, для хладонов – на 1-2 атмосферы.

Перед первым рабочим колесом имеется специальное входное устройство в виде улитки или спирали Архимеда (Рисунок 43).

 

Рисунок 41 – Аммиачный центробежный компрессор

1,9-верхняя и нижняя половины; 2-ротор; 3,5-пакеты диафрагм; 4,10-лабиринтные уплотнения; 6,12-входные регулирующие аппараты; 7-торцовое уплотнение; 8-опорный подшипник; 11-опорно-упорный подшипник.

Рисунок 42 – Хладоновый центробежный компрессор со встроенным мультипликатором.

1-коронная шестерня; 2-корпус сателлитов; 3-мультипликатор; 4-входной регулирующий аппарат; 5-рабочие колеса; 6-думмис; 7-опорно-упорный подшипник; 8-ротор; 9—11-диафрагмы; 12-опорный подшипник; 13-неразъемный корпус; 14-торцовое уплотнение; 15-центральная шестерня;

 

 

Рисунок 43 – Улитка центробежного компрессора

а–поперечный разрез и схема течения; б-к –формы каналов.

Между собой ступени уплотняются бесконтактными лабиринтными уплотнениями (Рисунок 44). Для предотвращения осевого сдвига вала на нем установлен разгрузочный поршень-думмис.

 

Рисунок 44 – Типы лабиринтных уплотнений.

 

Принцип действия

Пар холодильного агента после испарителя поступает во входное устройство, где ему придается осевое направление. Далее после входного устройства поток поступает на лопатки первого рабочего колеса со стороны вала. Рабочее колесо вращается с большой скоростью 10-12 тыс. оборотов в минуту, захватывает его и придает ему механическую энергию. На лопатках рабочего колеса возникают центробежные силы инерции. Под действием центробежных сил инерции поток выбрасывается с лопаток рабочего колеса в диффузор в радиальном направлении. В диффузоре резко снижается скорость и увеличивается давление. Из диффузора поток поступает в участок кольцевого поворота, где его направление меняется на противоположное (на 180 градусов). После участка кольцевого поворота поток холодильного агента направляется на лопатки обратно направляющего аппарата (ОНА). В ОНА происходит раскручивание потока и придание потоку осевого направления. Из ОНА первой ступени поток в осевом направлении поступает на лопатки второго рабочего колеса и все процессы повторяются. После диффузора последней ступени пар выбрасывается в выходное устройство компрессора.

 

Рисунок 45 – Двухступенчатый холодильный центробежный компрессор.

а1…а6 – диаметры окружностей, вписанных во входные и выходные сечения каналов.

Рисунок 46 - Схема движения газа в ступени центробежного компрессора.

1 – вал, 2 — лопатка рабочего колеса, 3 – диски рабочего колеса,

4 – лопатка диффузора, 5 – обратный направляющий аппарат

 

Рисунок 47 – Протечки в ступени центробежного компрессора